CN116040985A - 一种绿色耐久应力吸收层及其制备方法和路面结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绿色耐久应力吸收层及其制备方法和路面结构，属于道路材料技术领域。所提供的绿色耐久应力吸收层包括以下质量份的组分：再生沥青砂10‑20份、钢纤维1‑5份、粗集料80‑90份和沥青1‑10份。其中，再生沥青砂起到降低新沥青用量的作用，钢纤维的加入后期通过加热的方法能够修复应力吸收层自身产生的裂缝，进一步减少裂缝的产生数量，从而提高路面的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及道路材料技术领域，具体而言，涉及一种绿色耐久应力吸收层及其制备方法和路面结构。
背景技术
我国高速公路建设中，“半刚性基层+沥青面层”是主要使用的结构形式。但随着使用年限的增加，沥青路面容易出现反射裂缝。当裂缝已经出现在面层时，需要花费大量的费用和人力进行处理。因此，为延长路面使用寿命，通常在半刚性基层和沥青面层之间铺设应力吸收层减少反射裂缝的产生数量。目前，常用的应力吸收层主要由沥青、粗细集料组成。普通的应力吸收层虽然具有一定的抵抗反射裂缝的能力，但其自身不具有裂缝修复的能力。应力吸收层的整体抗裂能力仍有较大的提升空间。
鉴于上述问题的存在，有必要提供一种绿色耐久应力吸收层及其制备方法和路面结构。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种绿色耐久应力吸收层及其制备方法和路面结构。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明实施例提供一种绿色耐久应力吸收层，其包括以下质量份的组分：再生沥青砂10-20份、钢纤维1-5份、粗集料80-90份和沥青1-10份。
本发明还提供一种上述绿色耐久应力吸收层的制备方法，其包括：按比例将粗集料、再生沥青砂、钢纤维和沥青拌和均匀，将拌和好的混合料倒入试模中击实后，冷却脱模。
本发明还提供一种包括以上的绿色耐久应力吸收层的路面结构，其由下至上依次包括半刚性基层、绿色耐久应力吸收层和上面层。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种绿色耐久应力吸收层及其制备方法和路面结构，色耐久应力吸收层包括以下质量份的组分：再生沥青砂10-20份、钢纤维1-5份、粗集料80-90份和沥青1-10份。其中，再生沥青砂起到降低新沥青用量的作用，钢纤维的加入后期通过加热的方法能够修复应力吸收层自身产生的裂缝，进一步减少裂缝的产生数量，从而提高路面的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的路面结构示意图；
附图编号：1-半刚性基层，2-绿色耐久应力吸收层，3-沥青面层，4-表面磨耗层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施例提出了一种绿色耐久应力吸收层、其制备方法和路面结构，可以充分利用废弃混凝土中的再生沥青砂，同时通过掺加钢纤维，提高后期应力吸收层的自修复能力，提高路面的使用寿命。
下面对本发明实施例提供的一种绿色耐久应力吸收层及其制备方法和路面结构进行具体说明。
第一方面，本发明实施例提供一种绿色耐久应力吸收层，其包括以下质量份的组分：再生沥青砂10-20份、钢纤维1-5份、粗集料80-90份和沥青1-10份。
目前应力吸收层制备通常采用玄武岩纤维或者玻璃纤维，玄武岩纤维或者玻璃纤维的使用可使应力吸收层具有良好的抗裂及抗变形能力、减少反射裂缝的发生、防止路面开裂，但是玄武岩纤维或者玻璃纤维通常在混合料中的用量较小，并没有在整个应力吸收层中大量分布，当裂缝绕过纤维时，则无法起到抗裂作用。为了进一步提高应力吸收层整体抗裂能力，发明人提出一种绿色耐久的应力吸收层，其原料主要包括：粗集料、再生沥青砂、沥青和钢纤维，由于沥青材料本身是一种典型的黏弹性材料，在高温下会表现出较好的流动性，这就为沥青混合料出现的裂缝主动修复提供了基础。沥青混合料在荷载间歇期间受到更高的温度时，其裂缝修复率会大幅增加。应力吸收层中掺加的钢纤维因通电而生热，钢纤维直接对沥青传热，提高路面裂缝的自我修复效率。同时本发明的加热效率很高且环保节能；利用感应加热能有效地对路面裂缝、松散等病害进行修复，延长路面使用寿命；这种非破坏性的修复还能简化养护过程，降低养护成本。可见钢纤维的使用可以在后期通过加热的方法能够修复应力吸收层自身产生的裂缝，进一步减少裂缝的产生数量，使裂缝有效愈合。同时本发明实施例提供的应力吸收层还利用废弃混凝土中的再生沥青砂作为原料，降低新沥青的用量。
在可选的实施方式中，其包括以下质量份的组分：再生沥青砂10-20份、钢纤维1-5份、粗集料80-90份和沥青1-10份。
在可选的实施方式中，粗集料包括玄武岩、辉绿岩中的至少一种，优选地，粗集料的粒径为10-20mm。
在可选的实施方式中，再生沥青砂为采用沥青铣刨料剥离设备处理得到，优选地，再生沥青砂的粒径为0-5mm。
在可选的实施方式中，沥青包括SBS改性沥青和高黏沥青中的至少一种。
第二方面，本发明实施例还提供一种上述绿色耐久应力吸收层的制备方法，其包括：按比例将粗集料、再生沥青砂、钢纤维和沥青拌和均匀，将拌和好的混合料倒入试模中击实后，冷却脱模。
在可选的实施方式中，包括以下步骤：将粗集料、再生沥青砂、钢纤维依次放入拌锅中拌和拌和30-40s，加热温度不超过180℃，根据再生沥青砂中的沥青含量，加入新的沥青，在拌锅中继续拌和10-15s，将拌和好的沥青混合料倒入马歇尔试模中，采用击实设备双面击实75次，冷却18-24h后脱模。
在可选的实施方式中，依据以下的公式计算得到所需加入的沥青量：
式中：
Pnb-应力吸收层的新沥青用量，单位百分比(％)；
Pb-应力吸收层的总沥青用量，单位百分比(％)；
Pob-再生沥青砂中的沥青含量，单位百分比(％)；
R-再生沥青砂掺配比例，单位百分比(％)。
第三方面，本发明实施例还提供一种包括以上的绿色耐久应力吸收层的路面结构，其由下至上依次包括半刚性基层、绿色耐久应力吸收层和上面层。
在可选的实施方式中，上面层由下至上为沥青面层和表面磨耗层。
以上可见本发明实施例提供的方案具有以下的特点和优势：
(1)组成材料优化：应力吸收层采用再生沥青砂、钢纤维、粗集料、沥青组成，其中再生沥青砂起到降低新沥青用量的作用，钢纤维的加入后期通过加热的方法能够修复应力吸收层自身产生的裂缝，进一步减少裂缝的产生数量。
(2)设计方法不同：由于再生沥青砂中含有部分沥青，同时钢纤维的加入提高了应力吸收层的自修复能力，在配比设计时提出了考虑预含沥青的配合比设计方法。
下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明实施例提供了一种绿色耐久应力吸收层及其制备方法和路面结构。
1、原材料组成
绿色耐久应力吸收层，其包括以下质量份的组分：再生沥青砂10-20份、钢纤维1-5份、粗集料80-90份和沥青1-10份。
进一步地，粗集料，粒径为10-20mm，可采用玄武岩、辉绿岩。
进一步地，再生沥青砂，粒径为0-5mm，来源为采用沥青铣刨料剥离设备处理得到。
进一步地，沥青，可采用SBS改性沥青或高黏沥青。
2、制备方法
①原材料检测：对使用的粗集料、再生沥青砂、沥青、钢纤维按照相关规范进行检测，其中重点确定再生沥青砂中的沥青含量。
②集料拌和：将粗集料、再生沥青砂、钢纤维依次放入拌锅中拌和60s，加热温度不超过180℃。
③加入沥青：根据再生沥青砂中的沥青含量，加入新的沥青，在拌锅中继续拌和30s。
④混合料成型：将拌和好的沥青混合料倒入马歇尔试模中，采用击实设备双面击实50次，冷却24h后脱模。
⑤性能测试：测试成型试件的高温、低温、水稳定性和自修复性能。
实施例和对比例中的原料组成如下表所示：
实施例与对比例的关键指标对比如下：
由实施例1-3与对比例1-3可知，钢纤维的加入能够有效提高应力吸收层的裂缝愈合率。由实施例1-3与对比例4-6可知，再生沥青砂的使用能够降低新沥青的用量，且拓展沥青铣刨料的应用范围。由实施例1与对比例7-10对比可知，当组成应力吸收层的粗集料、再生沥青砂、沥青的用量超出本发明的要求时，应力吸收层的性能均有下降。综上，相比普通应力吸收层，本发明实施例提供的应力吸收层的整体性能表现更好。
应用例
一种路面结构，参见附图1，其由下至上依次包括：半刚性基层-1；绿色耐久应力吸收层-2；沥青面层-3；表面磨耗层-4。
综上，本发明实施例提供了一种绿色耐久应力吸收层及其制备方法和路面结构，色耐久应力吸收层包括以下质量份的组分：再生沥青砂10-20份、钢纤维1-5份、粗集料80-90份和沥青1-10份。其中，再生沥青砂起到降低新沥青用量的作用，钢纤维的加入后期通过加热的方法能够修复应力吸收层自身产生的裂缝，进一步减少裂缝的产生数量，从而提高路面的使用寿命。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种绿色耐久应力吸收层，其特征在于，其包括以下质量份的组分：再生沥青砂10-20份、钢纤维1-5份、粗集料80-90份和沥青1-10份。
2.根据权利要求1所述的绿色耐久应力吸收层，其特征在于，其包括以下质量份的组分：再生沥青砂10-15份、钢纤维2-4份、粗集料85-90份和沥青2-8份。
3.根据权利要求1或2所述的绿色耐久应力吸收层，其特征在于，所述粗集料包括玄武岩、辉绿岩中的至少一种，优选地，所述粗集料的粒径为10-20mm。
4.根据权利要求1或2所述的绿色耐久应力吸收层，其特征在于，所述再生沥青砂为采用沥青铣刨料剥离设备处理得到，优选地，所述再生沥青砂的粒径为0-5mm。
5.根据权利要求1或2所述的绿色耐久应力吸收层，其特征在于，所述沥青包括SBS改性沥青和高黏沥青中的至少一种。
6.一种根据权利要求1-5中任一项所述绿色耐久应力吸收层的制备方法，其特征在于，其包括：按比例将粗集料、再生沥青砂、钢纤维和沥青拌和均匀，将拌和好的混合料倒入试模中击实后，冷却脱模。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按比例将粗集料、再生沥青砂、钢纤维依次放入拌锅中拌和30-40s，加热温度不超过180℃，根据再生沥青砂中的沥青含量，加入新的沥青，在拌锅中继续拌和10-15s，将拌和好的沥青混合料倒入马歇尔试模中，采用击实设备双面击实75次，冷却18-24h后脱模。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，依据以下的公式计算得到所需加入的沥青量：
式中：
Pnb-应力吸收层的新沥青用量，单位百分比(％)；
Pb-应力吸收层的总沥青用量，单位百分比(％)；
Pob-再生沥青砂中的沥青含量，单位百分比(％)；
R-再生沥青砂掺配比例，单位百分比(％)。
9.一种路面结构，其特征在于，其由下至上依次包括半刚性基层、绿色耐久应力吸收层和上面层，所述绿色耐久应力吸收层为根据权利要求6-8中任一项所述制备方法制备得到。
10.根据权利要求9所述的路面结构，其特征在于，所述上面层由下至上为沥青面层和表面磨耗层。
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